[发明专利]一种太阳能电池用EVA胶膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于EVA胶膜的制备领域，特别涉及一种太阳能电池用EVA胶膜的制备方法。

背景技术

太阳能电池发电利用的是硅等半导体材料的量子效应，直接把太阳光中的可见光转变为电能。但直接暴露于大气的硅晶片，其光电转换效能会衰减，为此需要采用透明、耐老化、粘接性好、能承受大气变化且具有弹性的胶膜包封硅晶片，此胶膜与上层保护材料玻璃、下层保护材料TPT粘合为一体，保证太阳能电池的使用性能和寿命。

上世纪80年代，Czanderna等人以杜邦公司生产的Elvax150树脂(33％VA含量)为原料，研制出EVA型太阳能封装胶膜。不久日本普利司通和三井集团也纷纷开发EVA胶膜，其中，普利司通研制的EVASAFE系列产品具有较好的耐温、抗湿、耐紫外线等性能，产品的不变色性与市场同类产品相比尤为突出；三井集团和三井杜邦聚合化学株式会社共同研制的SOLAREVA系列产品的优良的耐久性、粘结性、柔软性、抗冲击强度性能得到客户的认可。目前普利司通和三井杜邦生产的EVA胶膜寿命可达25年，与玻璃和背膜的粘结强度一般分别超过45N/cm和60N/cm。

我国于上世纪80年代开始EVA胶膜研究，国家科委曾将EVA胶膜国产化列为“八五”攻关项目。同期，杭州化工研究院开展研究，并于1998年建成国内第一条自控程度较高、年产20万m²的太阳能电池EVA胶膜生产线。2000年以后，国内陆续出现专业生产EVA胶膜的杭州福斯特、诸暨枫华、广东鹿山、江苏爱康等企业。近来，帝龙新材、红宝丽、三房巷、永新股份等上市公司也开展EVA膜的研发和生产，目前国内EVA胶膜生产企业有六十余家，但国内75％以上的市场仍为国外普利司通、杜邦、积水、STR等公司产品所占有。国内企业的EVA生产配方基本上是模仿杜邦的EVA15295配方，即以EVAElvax150中添加三种添加剂(CyasorbUV531、Tinuvin770、NaugardP)和一种固化剂(LupersolTBEC)。然而15295配方的突出问题是胶膜的耐天候性差、容易变黄，影响透光率，从而降低太阳能组件的光电转换效率。国产的EVA胶膜的粘结力达不到要求，如与TPT的粘结强度一般低于30N/cm，有些仅为25N/cm。国内EVA胶膜一般使用寿命在10-15年之间。国内EVA膜配方不成熟导致了国内胶膜产品质量落后于国外产品，必须对EVA胶膜的交联和助剂作用机理做深入分析，开发新配方。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种太阳能电池用EVA胶膜及其制备方法，该EVA胶膜层压时间在10分钟以内，粘结力强，耐湿热、紫外老化性能优良，使用寿命在25年以上，该制备方法操作简单，成本较低，对设备的要求低。

本发明的一种太阳能电池用EVA胶膜，其组分按质量份数包括：

乙烯-醋酸乙烯共聚物100份、过氧化物类交联固化剂0.1-5份、助交联剂0.1-5份、复合抗氧剂0.01-5份、受阻胺类光稳定剂0.01-5份、紫外光吸收剂0.01-5份、硅烷偶联剂0.01-5份和接枝改性EVA胶粒0.1-5份。

所述的过氧化物类交联固化剂为1，1-双(叔丁基过氧基)-3，3，5-三甲基环己烷或邻邻-叔丁基-邻-(2-乙基己基)单过氧碳酸酯。

所述的助交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯或三聚氰酸三烯丙酯。

所述的复合抗氧剂为酚类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的复合物，其中酚类抗氧剂为β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基醇酯、β(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸或β(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸果三甘醇酯；亚磷酸酯类抗氧剂为三(2，4-二叔丁基苯酚)亚磷酸酯或双十八烷基醇季戊四醇二亚磷酸酯。

所述的受阻胺类光稳定剂为乙基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶丁二酸酯、聚{[6-[(1，1，3，3-四甲基丁基)-胺基]1，3，5-三嗪-2，4-二基][(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚胺基]-1，6-己烷二基-[(，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}、癸二酸双2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯或癸二酸双1-辛氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶醇酯。

所述的紫外光吸收剂为2-(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-丙酸辛酯)-苯并三唑或2-(2′-羟基-5′-叔辛基苯基)-苯并三唑。

所述的硅烷偶联剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷。

所述的接枝改性EVA胶粒为马来酸酐接枝EVA粒料，其中MAH含量1-5％。